T.C.

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

Mühendislik Fakültesi

Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

DEMİRYOLU GEÇİTLERİ İÇİN GÜVENLİK VE HABERLEŞME

SİSTEMLERİ

BİTİRME PROJESİ

228402 BİLGE AKŞAN

228444 ARMAN AŞÇIOĞLU 228419 ALİ KEMAL KIRCI 228455 ALİ OSMAN ER

Danışman

Yrd. Doç. Dr. ADNAN CORA

Mayıs, 2014

TRABZON

T.C.

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

Mühendislik Fakültesi

Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

DEMİRYOLU GEÇİTLERİ İÇİN

GÜVENLİK VE HABERLEŞME

SİSTEMLERİ

BİTİRME PROJESİ

228402 BİLGE AKŞAN 228444 ARMAN AŞÇIOĞLU

228419 ALİ KEMAL KIRCI 228455 ALİ OSMAN ER

Danışman

Yrd. Doç. Dr. Adnan CORA

Mayıs, 2014

TRABZON

i

LİSANS BİTİRME PROJESİ ONAY FORMU

Bilge AKŞAN, Arman AŞÇIOĞLU, Ali Kemal KIRCI ve Ali Osman ER

tarafından Adnan CORA yönetiminde hazırlanan “DEMİRYOLU

GEÇİTLERİ İÇİN GÜVENLİK VE HABERLEŞME SİSTEMLERİ” başlıklı

lisans tasarım projesi tarafımızdan incelenmiş, kapsamı ve niteliği

açısından bir Lisans Bitirme Projesi olarak kabul edilmiştir.

Danışman : Yrd. Doç. Dr. Adnan CORA ………………………………

Jüri Üyesi 1 : Doç. Dr. Ali GANGAL ………………………………

Jüri Üyesi 2 : Yrd. Doç. Dr. Haydar KAYA ………………………………

Bölüm Başkanı : Prof. Dr. İ. Hakkı ALTAŞ ………………………………

ii

ÖNSÖZ

Bu kılavuzun ilk taslaklarının hazırlanmasında emeği geçenlere,

kılavuzun son halini almasında yol gösterici olan kıymetli hocam Sayın

Adnan CORA’ya şükranlarımı sunmak istiyorum. Ayrıca bu çalışmayı

destekleyen Karadeniz Teknik Üniversitesi Rektörlüğü’ne Mühendislik

Fakültesi Dekanlığına ve Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölüm

Başkanlığına içten teşekkürlerimi sunarım.

Her şeyden öte, eğitimim süresince bana her konuda tam destek veren

aileme ve bana hayatlarıyla örnek olan tüm hocalarıma saygı ve sevgilerimi

sunarım.

Bilge AKŞAN

Arman AŞÇIOĞLU

Ali Kemal KIRCI

Ali Osman ER

Trabzon 2014

iii

İÇİNDEKİLER

Sayfa No

LİSANS BİTİRME PROJESİ ONAY FORMU i ÖNSÖZ ii İÇİNDEKİLER iii

ÖZET v ŞEKİLLER DİZİNİ vi

SEMBOLLER VE KISALTMALAR vii 1. GİRİŞ 1 1.1. Demiryolu Geçitleri İçin Güvenlik ve Haberleşme Sistemi 1

1.2. Hemzemin Geçit Kontrol Sistemi(HGKS) 1 1.3. Hemzemin Geçit Kontrol Sistemleri ile İlgili Literatür Çalışmaları 3

1.3.1. Hemzemin Geçit Bölgeleri için Görüntüleme Sistemi ile Güvenlik Kontrolü

3

1.3.2. Demiryolu Sinyalizasyon Sistemi Bileşenlerinin Otomasyon Petri

Ağları ile Modellenmesi ve PLC ile gerçeklenmesi

3

1.3.3. Hemzemin Geçitlerde Güvenlik Otomasyonu 4

1.3.4. Türkiye’de Kullanılan Tren Kontrol Sistemlerinin Birleştirilmesi ile Oluşturulması Önerilen Türkiye Tren Kontrol Sistemi (TTCS) Kavramı İçerisinde Bir Alt-Sistem Olarak: Yenilikçi Bariyerli Hemzemin Geçit

Tasarımı

4

1.3.5. Türkiye’de Kullanılan Tren Kontrol Sistemlerinin Birleştirilmesi ile

Oluşturulması Önerilen Türkiye Tren Kontrol Sistemi (TTCS) Kavramı İçerisinde Bir Alt-Sistem Olarak: Yenilikçi Bariyerli Hemzemin Geçit Tasarımı

5

2.TEORİK ALTYAPI 6 2.1. 555 Entegre 6

2.2. Servo Motor 7 2.3. Kızılötesi Sensör 7 2.4. Arduino 8

2.5. Arduino Modelleri 8 2.6. Foto Direnç 10

2.7. Ethernet Kartları 10 2.8. LED 11 3. DENEYSEL ÇALIŞMALAR 13

3.1. Işık Sistemi 13 3.2. Otomatik Demiryolu Kapı Kontrolü 14

3.3. Tren İstasyonunda Durup Kalkma 15 3.4. Twitter Haberleşmesi 19 4. SONUÇLAR 20

5. YORUMLAR VE DEĞERLENDİRME 21 KAYNAKLAR 22

iv

EKLER EK-1 IEEE Etik Kuralları 23

EK-2 Disiplinler arası Çalışma 28 EK-3 Standartlar ve Kısıtlar Formu 29

EK-4 Kontrol Devreleri için Arduino Kaynak Kodları 31 EK-5 Hemzemin Geçit Projesi için Maliyet Analizi 32 EK-6 Çalışma Takvimi 33

ÖZGEÇMİŞLER 34

v

ÖZET

Günümüzde dünya nüfusunun büyük bir hızla artmasıyla özellikle büyük şehirlerde

trafiğe bağlı sorunlar oluşmaktadır. Hemzemin geçitler demiryolu trafiğinin karayolu ile

iç içe geçtiği bölgeler olması nedeniyle demiryolu hatlarındaki güvenlik açısından en

riskli bölgeler olarak kabul edilmektedir. Demiryolu ağının karmaşıklık kazanmasıyla

birlikte tren kazaları da artmaktadır. Ayrıca uyarı işaretlerinin önemsenmemesi, cihaz

arızaları veya dikkatsizlik gibi insan kaynaklı hatalar çoğu zaman kaza ile

sonuçlanmaktadır. Bu nedenle hemzemin geçitlerdeki bu kazaları azaltmak amacı ile

güvenli, daha iyi haberleşebilen merkezi kontrol sistemli,yolculara daha iyi bir sistem

sunabilen demiryolu projelerine yönlenilmektedir.

Bu projenin amacı, yeni bir şey üretmekten çok mevcut problemleri azaltmaktır.

Bununla birlikte genç nesile elektronik ve mekaniğin basit içerikleriyle onlara

mükemmel fırsatlar sunar ve konuyla ilgili bilimsel araştırma yapmak için onları teşvik

eder,özendirir.

vi

ŞEKİLLER DİZİNİ

Sayfa No

Şekil 1 : HGKS’nin sağlayabileceği temel işlevler………………………….............2

Şekil 2 : HGKS çalışma yapısı……………………………………………… ............2

Şekil 3 : 555 Yapısı…………………………………………………………. ............6

Şekil 4 : Kızılötesi sensor…………………………………………………… ...........7

Şekil 5 : Arduino Uno yapısı………………………………………………... ...........9

Şekil 6 : Foto direnç………………………………………………………… ..........10

Şekil 7 : Etherrnet kartı (Arduino zırhı)…………………………………….. ..........11

Şekil 8 : LED……………………………………………………………….. ..........11

Şekil 9 : LDR’li ışık sistemi devresinin Proteus gösterimi…………………. ..........13

Şekil 10 : Işık devresinin yapılmış hali………………………………………. ..........14

Şekil 11 : Bağlantı diyagramı……………………………………………...…. .........15

Şekil 12 : Astable zamanlayıcıdan ve değil kapısından çıkış………………… .........17

Şekil 13 : Otomatik durma, hareket etme devresinin proteus gösterimi…….. ...........18

Şekil 14 : Otomatik durma, hareket etme devresi……………………………. ..........18

Şekil 15 : Otomatik durma, hareket etme devresi……………………………. ..........19

vii

ÇİZELGELER DİZİNİ

Sayfa No

Çizelge 1. Ldr’li ışık devresi için ortam karanlık iken simülasyon sonuçları… 13

Çizelge 2. Ldr’li ışık devresi için ortam aydınlık iken simülasyon sonuçları… 13

Çizelge 3. Kızılötesi sensörünün çıkış gerilimleri…………………………….. 15

Çizelge 4. Maliyet analizi……………………………………………………... 32

Çizelge 5. Hemzemin Geçit sistemi projesinin çalışma takvimi……… ……… 33

viii

SEMBOLLER VE KISALTMALAR

A Amper

AC Alternating Current (Alternatif Akım)

DC Direct Current (Doğru Akım)

HGKS Hemzemin Geçit Kontrol Sistemi

I/O Input/Output (Giriş/Çıkış)

IR Infrared Remote

kB kiloByte

kHz kiloHertz

LDR Light Depended Resistors (Işığa Bağlı Direnç)

LED Light Emitting Diode (Işık Yayıcı Diyot)

MHz MegaHertz

mA Miliamper

mV miliVolt

nF nanoFarad

nV nanoVolt

OPA Otomasyon Petri Ağı

PLC Programlanabilir Lojik Kontrolör

TTCS Tren Kontrol Sistemi

SCADA Supervisory Control and Data Acquisition

(Uzaktan Kontrol ve Gözleme Sistemi)

1

1. GİRİŞ

1.1. Demiryolu Geçitleri İçin Güvenlik ve Haberleşme Sistemi

Demiryolları dünyanın en eski ulaşım ve yük taşıma araçlarından biridir. Ülkemizde

ilk demiryolu hattının yapımı 1856 yıllarına dayanmaktadır.Son yıllarda teknolojide

meydana gelen gelişmeler demiryolu taşımacılığının önemini bir kez daha artırmıştır.

Demiryolu ulaşımında en önemli amaç güvenli ulaşımın sağlanmasıdır.Gün geçtikçe

geliştirilen teknolojiler ve gelişmeler kazaların azalmasına sağlasa da bu kazalar çoğu

zaman ölümle sonuçlanmaktadır.Hemzemin geçitler, ülkemizde ve dünyada her yıl

önemli ölçüde can ve mal kaybının meydana geldiği yüksek risk içeren noktalar olarak

kabul edilmektedir.

Hemzemin geçit kazalarının azaltılması için oluşturulmuş sistemler Hemzemin Geçit

Kontrol Sistemi (HGKS) olarak adlandırılmaktadır. Bu sistemler bariyersiz bekçisiz,

bariyerli bekçili ve bariyerli otomatik kumandalı olmak üzere üç tipte görülmektedir.

Bariyersiz bekçisiz tiplerde, bir güvenlik kontrolü yoktur ve geçiş üstünlüğü trenlere

aittir. Aynı zamanada geçitte oluşabilecek herhangi bir kaza karayolunda seyreden taşıtların

sorumluluğundadır. Bariyerli bekçili tiplerde, trenin geleceği insanlar tarafından

belirlenerek bariyerlerin belli bir sure insan kontrolünde kapalı tutulması sağlanmaktadır.

Bariyerli otomatik kumandalı sistemde, trenin yaklaştığı raylarada hemzemin geçitten belli

bir mesafe uzakta yerleştirilen kablolar yardımıyla rröle evlerine bir kısa devre akımı

gönderilerek geçitin karayolu trafiğine kapanması sağlanmaktadır.

1.2. Hemzemin Geçit Kontrol Sistemi (HGKS)

Hemzemin Geçit Kontrol Sistemi, geçitlerde güvenli geçişin sağlanması için

kullanılan uyarı, bilgilendirme ve engelleme sistemlerini kapsayan her türlü güvenlik

kontrolünü ifade etmek için kullanılmaktadır. Şekil-1’de bir HGKS’nin sağlayabileceği

temel işlevler görülmektedir.

2

Şekil 1. HGKS’nin sağlayabileceği temel işlevler [1]

Şekilde yer alan her bir işlev çeşitli teknik ve yöntemlerle karşılanabilir.Tespit ve

güvenlik işlemleri iki taraflı, karayolu trafiği ve demiryolu olarak sağlanmaktadır.

Bütün HGKS sistemlerinde bu işlevlerin tamamının gerçekleştirmesi beklenmez. Bazı

sistemlerde hemzemin geçit bölgelerinde karayolu açısından geçit kontrol edilerek trene

geçit güvenliğinin olmadığı bilgisi bir takım bilgilendirme ve uyarı yolları ile

aktarılırken bazı sistemlerde tren tespiti yapılıp ona göre geçit bariyerleri kapatılarak

güvenlik uygulaması gerçekleştirmektedir.

HGKS sisteminde tren tespiti ray devresi, dingil sayıcı ve gözcü kullanımı gibi

yöntemlerle gerçekleştirilmekte olup bu bilgi kontrol ünitesi yardımıyla hemzemin geçit

bariyerlerinin otomatik veya elle kontrol edilmesi sağlanmaktadır. Şekil-2’de

HGSK’nın çalışma yapısı gösterilmiştir.

Şekil 2. HGKS çalışma yapısı [2]

3

Şekil-2’de görüldüğü gibi ray üzerinde tren tespiti için ray devreleri

kullanılmaktadır.

Ray devreleri trenlerin konumlarını belirlemek amacı ile demiryollarında kullanılan

basit elektronik elemanlardır. Türkiye’de bulunan demiryollarında AC veya DC Ray

devreleri vardır. Ray devreleri, kontrol ünitesine trenlerin konum bilgilerini

iletmektedir. Halen kullanımda olan bu sistemin güvenilirlik, kararlılık, denetim ve

bakım gibi bazı kısıtları bulunmaktadır.

1. 3. Hemzemin Geçit Kontrol Sistemleri ile İlgili Literatür Çalışmaları

1. 3. 1. Hemzemin Geçit Bölgeleri için Görüntüleme Sistemi ile Güvenlik

Kontrolü

Bu sistemde, tren raylar üzerinde belli noktalardan geçerken bir röle evine kablolar

yardımıyla bir kısa devre akımı gönderilerek geçitin karayolu trafiğine kapanması

sağlanmaktadır. Bu çalışmada, hemzemin geçit güvenliğinin sağlanabilmesi için var

olan sistemdeki güvenilirlik kısıtlarını ortadan kaldırabilecek bir görüntüleme sistemi

sunulmuştur. Sunulan görüntüleme sisteminde hemzemin geçit bölgelerinin öncesinde

ve sonrasında belirli noktalara yerleştirilecek kameralar yardımı ile belirli aralıklarla

görüntüler alınmıştır.

Alınan bu görüntüler üzerinde görüntü işleme algoritmaları kullanılarak birtakım

önişlemler gerçekleştirilmiş ve daha sonra da kenar bulma teknikleri yardımıyla

görüntüdeki ray üzerinde tren olup olmadığının tespiti yapılmıştır [3].

1. 3. 2. Demiryolu Sinyalizasyon Sistemi Bileşenlerinin Otomasyon Petri Ağları ile

Modellenmesi ve PLC ile gerçeklenmesi

Demiryollarında trafiğin güvenli olarak gerçekleştirilebilmesi güvenilir

sinyalizasyon ve anklaşman sistemlerinin tasarımı ile sağlanmaktadır. Son yıllarda

hatada güvenli PLC’lerdeki (Programlanabilir Lojik Kontrolör) gelişmeler, bu tür

sistemlerin demiryolu anklaşman ve sinyalizasyonunda kullanılmalarına olanak

sağlamaktadır. Her ne kadar hatada güvenli PLC’lerin çalışma bozuklukları kabul

edilebilir düzeyde olsa da, programlamada yapılabilecek mantıksal hatalar demiryolu

trafiğinin aksamasına hatta ölümcül kazalara neden olabilmektedir.

4

Sinyalizasyon ve anklaşman sistemlerinin biçimsel yöntemler kullanılarak

tasarlanması programlama esnasında oluşabilecek mantıksal hataların ortadan

kaldırılması amacıyla daha uygun olmaktadır. Bu çalışmada bir demiryolu

sinyalizasyon ve anklaşman sisteminin PLC ile kontrolü için uygun Otomasyon Petri

Ağı (OPA) modeli oluşturulmuş ve hazırlanan SCADA yazılımı ile olası tüm senaryolar

test edilerek yapılan tasarımın güvenilirliği sağlanmıştır [4].

1. 3. 3. Hemzemin Geçitlerde Güvenlik Otomasyonu

Bu proje hemzemin geçitlerde kullanılmak üzere oluşturulmuş bir otomasyondur.

Sistemde ikaz lambalarının kontrolü, hareketli kolların kontrolü ve trenin kontrolü

algılayıcı olarak kullanılan, konum değiştirebilen anahtarlar vasıtasıyla yapılmaktadır.

Kullanılan algılayıcıların gerçek ortamda daha değişik olacağı açıktır. Otomatik

hemzemin geçitlerinde güvenlik sistemi, otomasyon teknolojisi konusunu

kapsamaktadır. Bu proje çalışmasında LEGO parçacıklarından oluşan Fischertechnik

robot montaj seti kullanılmıştır [5].

1. 3. 4. Türkiye’de Kullanılan Tren Kontrol Sistemlerinin Birleştirilmesi ile

Oluşturulması Önerilen Türkiye Tren Kontrol Sistemi (TTCS) Kavramı İçerisinde

Bir Alt-Sistem Olarak: Yenilikçi Bariyerli Hemzemin Geçit Tasarımı

Bu projede Türkiye’de kullanılan tren kontrol sistemlerine farklı bir alt-sistem

olarak; bir hemzemin geçit sistemi tasarımı önerilmektedir.Önerilen bu alt-sistemde,

bariyerler yatay hareket etmektedir ve bariyerlerin hareketi için güneş enerjisinden

faydalanılmaktadır.Ayrıca bariyerlerin güvenli ve verimli bir şekilde çalışmasını

sağlayan iletişim hiyerarşisi tasarımının temeli oluşturulmaktadır.

Sistemin yenilikçi özelliklerinden biri bariyerler bir merkez tarafından kontrol

edilerek ilgili hareketli demiryolu araçlarına olası kazaları önlemek için aktarımda

bulunabilmesidir. Bu sistemin şehir içi hafif raylı sistemlerde, tramvay hatlarında ve

şehirlerarası hatlarda yaygın kullanabilmesi, sistemin kendi yapısından dolayı sağladığı

avantajları ve bakım onarım giderlerinin yerli sermayeye dönüştürebilirliği açısından,

belediyeler ve raylı sistem işletmelerine ve ülke ekonomisine katkı sağlanmış

olacaktır[6].

5

1. 3. 5. Türkiye’de Kullanılan Tren Kontrol Sistemlerinin Birleştirilmesi ile

Oluşturulması Önerilen Türkiye Tren Kontrol Sistemi (TTCS) Kavramı İçerisinde

Bir Alt-Sistem Olarak: Yenilikçi Bariyerli Hemzemin Geçit Tasarımı

Projenin amacı, ülkemizde bulunmakta olan tren kontrol sistemlerine yenilikçi bir

alt-sistem önerilmiştir. Bu sistemde, hareketi için güneş enerjisinden faydalanabilen

bariyerler ve bariyerlerin verimli ve güvenli bir şekilde çalışmasını sağlayan iletişim

hiyerarşisinin basamaklarından oluşturmaktadır. Bariyerlerin bir merkez tarafından

kontrol edilmesi ve olası kazaları önlemek için ilgili araçlara bilginin aktarımasını

sağlaması sistemin yenilikçi özelliklerindendir [7].

6

2. TEORİK ALTYAPI

Bu bölümde projenin tamamlanması için gereken donanım, yazılım ve yararlanılan

teorilerle birlikte cihazımız hakkında bilgiler verilmiştir.

2. 1. 555 Entegre

555 entegresi bir zamanlayıcıdır. Karşılıklı 4 bacağı olmak üzere toplam 8 bacağı

vardır. 555 entegresi simetrik ve asimetrik kare dalga osilatör üretir. Genellikle basit

elektronik devreler de kullanılır.Elektronik dünyasının vazgeçilmez entegrelerinden

biridir.

555 entegresinin özellikleri:

+4.5 V ile +16V arasındaki beslenme gerilimleriyle çalışabilmekte,

Çıkışından 200 mA kadar akım çekebilmekte,

Zamanlama için kullanıldığında bir RC devresi yardımıyla süresi milisaniye ile

dakikalar arasında değişen darbeler elde edebilmekte,

Zamanalama periyodu besleme gerilimine bağlı değildir.

0 V 1 8 4.5-15 V

tetikleme 2

7 deşarj

çıkış 3 555 timer 6 tutma

reset 4 5 kontrol

Şekil 3. 555 yapısı [8]

1) Toprak: Topraklama bacağı (0 V)

2 )Tetikleme: Bu bacağı tetikleme ayağı olarak kullanılır.

3 )Çıkış: 8 tane bacak olan bu devrede tek çıkış vardır o da 3 numaralı bacaktır.

4)Reset: Bu bacak OFF olduğunda devre başa döner ve Q çıkışı OFF olur.Bu bacağını

öteki bacaklarla bağlantısı yoktur.

5)Kontrol: Bu bacaklar 2\3 Vcc gerilim alınan noktaya bağlıdır.İstenirse gerilim

değiştirilerek zamanlama periyodu değiştirilebilir.

7

6)Tutma: Gerilim 2/3 Vcc üzerinde olduğu durumlarda flip-flop reset gönderir.

7)Deşarj: Transistörün kolektörüne bağlıdır.

8)Besleme: +4.5V ile +16V arasındaki değerlerde gerilim verilebilir.

2. 2. Servo Motor

Sistemin son kontrol mercii olan kontrolör servo motordur. Servo motorlar hem AA

hem de DA olarak çalışabilme özelliğine sahiptir. Servo motorlar genelde hız ve

konum algılamada kullanıldıkları için ona uygun olarak tasarlanırlar.

Servo motorlarda aranan özellikler; hızlı çalışabilmeli, kararlılık noktası sabit ya da

titreşimi az olması istenir. Devir sayısı hıza bağlı olarak düzgün artmalıdır.

2. 3. Kızılötesi Sensör

Kızılötesi ışınım, dalga boyu görünür ışıktan uzun fakat mikrodalgalardan daha kısa

olan elektromanyetik ışınımdır. Kızılötesi ışınımın dalga boyu 1000 mikrometre ile

750 nanometre arasındadır.Tüm cisimler kızılötesi enerji yayarlar. Kızılötesi ışıma

birbirini gören farklı sıcaklıktaki cisimler arasındaki ısı transferi olup ısıl enerji,

kızılötesi dalga boyunda iletilir.IR sensörler, kızılötesi dalga boyunda iletilen enerjiyi

görülebilir ışık spektrumu olarak görüntüler [9]. Şekil 4.’te projemizde kullanılan

kızılötesi sensör gösterilmektedir.

Şekil 4. Kızılötesi sensör

8

2. 4. Arduino

Arduino’nun en iyi tarafı kolay kullanılabilir, yazılımının basit olması ve herhangi

bir donanıma ihtiyaç duymamasıdır. Arduino aynı zamanda bir fiziki proglamlama

platformudur. Fiziki programlama dış dünya ile etkileşimde bulunan sistemlerin

programlanması demektir. Arduino kartların devre şemaları açıktı. Bu yüzden isteyen

herkes baskı devrelerini oluşturabilir veya kartlar hazır yapılmış halde satın alınılabilir.

Arduino mikroişlemciler için kolaylaştırıcı bir geliştirme ortamı sunar. Arduino

kartlarının üstünde 8-bit Atmel AVR mikroişlemcisi bulunur. Ancak farklı arduino

kartlarında Atmega8, Atmega168, Atmega328, Atmega1280, Atmega2560

mikroişlemcisi de bulunur. Bu mikroişlemciler wiring tabanlı olarak arduinonun

kendine has bir programlama dili ile direk olarak programlanabilir [10].

Arduino programlamada C/C++/Java temelli bir dil kullanılıyor.

Giriş pinlerine bağlayacağımız algılayıcılar ile çıkışta bağlı olan cihazları kontrol

edebiliriz. Bu cihazlar ışık, ısı, ses, seviye ve motor kontrol eden cihazlar olabilir.

2. 5. Arduino Modelleri

Farklı amaçlara göre Arduino’nun birçok çeşidi ve ‘Shield’ adı verilen pek çok

donanım eklentileri vardır.

1. Arduino Uno

2. Arduino Mega

3. Arduino Lilypad

4. Arduino Adk

5. Arduino Ethernet

6. Arduino Bluetooth

7. Arduino Mini ve Mini Pro

9

8. Arduino Nano

9. Arduino Leonardo

Bütün arduino çeşitleri aynı şekilde programlanabilmekle birlikte aralarında çeşitli

farklılıklar bulunmaktadır. Çalışma gerilimler, giriş/çıkış sayıları, güç tüketimleri, çevre

birimlerinin sayısı ve boyutları farklı olabiliyor. Bu kartlardan bazıları gömülü olarak

tasarlandığı için donanımsal programlama arayüzü bulundurmazken; bazıları doğrudan

USB üzerinden programlanabilmektedir. Ayrıca bazıları 3.7V pil ile beslenirken bazıları

ise en az 5V beslemeye ihtiyaç duymaktadır.

En bilinen ve kullanışlı Arduino modeli, Arduino Uno’dur. Şekil 5.’de yapılan

projede kullandığımız. Arduino modeli gösterilmektedir.

Şekil 5. Arduino Uno Yapısı [11]

Arduino UNO’nun sahip olduğu özellikler, Atmega328 mikrodenetleyici, USB ve

adaptör bağlantı portları, gerilim regülatörünün olması, ayarlanabilir çalışma geriliminin

olması, digital ve analog giriş/çıkışa sahip olması,farklı gerilimler için farklı

frekanslarda çalışabilir olmasıdır.

10

2.6. Foto Direnç (LDR) (Light Depending Resistors)

Şekil 6. Foto Direnç [12]

Foto direnç başka adlarıyla; ışığa bağımlı direnç ya da fotosel hücre olup ışığa

duyarlı değişken bir dirençtir. Yukarıdaki Şekil 6.’da projemizde kullandığımız LDR’ler

gösterilmektedir. Bir foto direncin direnci üzerine düşen ışık yoğunluğuyla ters orantılı

olarak artar ya da azalır. Bunun diğer anlamı foto iletkenliktir. Bir foto direnç ışığa

duyarlı detektör devrelerinde sıkça kullanılmakta olup görevi sayesinde, ışık ve

anahtarlama devrelerini aktif hale getirir. Foto dirençler yüksek dirençli yarı iletkenler

olup, ışıklı ortamda dirençleri birkaç yüz ohm kadar düşük olabilirken, karanlık

ortamlarda dirençleri birkaç megaom gibi yüksek değerlere çıkabilmektedir. Foto direnç

için üzerine düşen ışığın frekans belli bir değeri aşarsa, foto dirençte olan ve enerji

verilerek koparılabilen elektronlar verilen ışığın şiddetine bağlı olarak iletim bandı içine

atlarlar. Oluşan serbest elektronlar (ve onların delik çiftleri), direncini düşürücü etki

yaparak, elektrik akımının geçişine olanak sağlarlar. Direnç aralığı ve duyarlılığı bir

foto direnç için bağlandığı cihaza bağlı olarak yada kullanılan belirli aralıktaki dalga

boyu bantlarına karşılık önemli ölçüde farklılık gösterebilir.

2. 7. Ethernet Kartları

Ağ arabirim kartı, ağ bağdaştırıcısı, LAN adaptörü , NIC( network interface

controller) ve benzeri terimlerle adlandırılan ethernet kartı ağ arabirim denetçisi

olarak ağdan bilgisayara yada bilgisayarı başka bir bilgisayara bağlayan bir bilgisayar

donanımıdır. Düşük maliyetli ve hemen hemen her yerde bulunabilen Ethernet

standardı son teknoloji bilgisayarlarda anakarta yerleşik olarak üretilmektedir. Ağ

denetleyicisi katmanı fiziksel katman olup; Ethernet, Wi-Fi ya da Token Ring gibi veri

11

bağlantı katmanı standardını kullanarak iletişim kurar bunu yaparken de elektronik

devrelere ihtiyaç duyar. Ethernet ağında her bilgisayar için en az bir ethernet kartı

olmalıdır. Ethernet kartlarının özelliklerinden birisi bilgisayarlar arası (ağ üzerinden)

iletişim sağlamaktır. Şekil 7.’de projemizde kullanılan Ethernet kartı gösterilmiştir.

Şekil 7. Ethernet Kartı (Arduino Zırhı) [13]

2. 8. LED (LightEmittingDiod)

P-N ekleminden oluşmaktadır. Anoduna “+” işaretli gerilim geldiğinde ışık yayar,

“-“ işareti geldiğinde söner. Çalışma ilkesi elektronları yüksek enerji bandından alçak

enerji bandında geçerken yaydıkları ışığa dayanmaktadır. Bu ışığın dalga boyu,

kullanılan malzemeye bağlı olarak değişir.

LED’ler (Işık yayan diyotlar),küçük gerilimler altında akımla çalışan elemanlardır.

Şekil 8.’de LED gösterilmektedir. Tipik çalışma akımları 20mA civarında olup bu akımı

aşmamak için, yani aşırı akıma karşı bunları korumak için genellikle bir öndirencin

eşiğinde kullanılırlar. LED’leri aşırı gerilimlere karşı korumak için kendilerine ters

yönde paralel bir diyodun veya zenerdiyodunun eşliğinde kullanılırlar.

Şekil 8. LED [14]

12

LED’ler uygulamada,

*Işıklı uyarı sistemlerinde,

*Optik algılayıcılarda,

*Optik sayıcılarda,

*Sayısal Görüntülemede,

*Optik çiftlerde ışık kaynağı olarak,

*Fiberoptik veri iletim sistemlerinde verici olarak,

*Rakamları oluşturmada,

*Anahtarlama Devrelerinde,

*Modulasyon devrelerinde kullanılırlar [15].

13

3. DENEYSEL ÇALIŞMALAR

3. 1. Işık Sistemi

Geceleyin tren kazalarının önüne geçmek için, çift ışık sistemi doğrudan lokomotifin

önüne yerleştirilir. Dışarının aydınlığına bağlı olarak ışık yanar veya söner. Dışarıdaki

ışığın aydınlığını saptamak için bir foto rezistör kullanılır. Bunun anlamı bir analog

dijtal dönüştürücüdür. Projemizde yapılan Ldr’li ışık devresi şekil 9.’da gösterilmiştir.

Şekil 9. Ldr’li ışık sistemi devresinin proteus gösterimi

Çizelge 1. Ldr’li ışık devresi için ortam karanlık iken simülasyon sonuçları:

LDR B1 C1 E1 Q1 LAMBA

R büyük

26,34 Mv

4,397 V

0 V İletim Yanar

Çizelge 2. Ldr’li ışık devresi için ortam aydınlık iken simülasyon sonuçları:

LDR B1 C1 E1 Q1 LAMBA

R küçük

633,7 mV

41,5 mV

0 V Kesim Yanmaz

Proteus-Isis programıyla ışık devresi için yapılan simülasyon çalışmasında Tablo

6’daki değerler elde edilmiştir.

Ortam karanlık iken, LDR’nin iç direnci çok yüksektir. +9 voltluk kaynaktan gelen

akım LDR’nin iç direnci çok yüksek olduğundan, Q1 transistörünü iletime sokar ve

böylece led yanar. Ortam aydınlık iken, LDR’nin iç direnci çok düşüktür. +9 voltluk

kaynaktan gelen akım, Q1 transistörü kesime sokar ve lamba söner. Şekil 10.’da ışık

devresinin lehimlenmiş hali gösterilmektedir.

R3330ohm

R41k

R6

100ohm

0.1 LDR1LDR

B19V

Q1BC237

R1470k

D1LED-YELLOW

14

Şekil 10. Işık devresinin yapılmış hali

3. 2. Otomatik Demiryolu Kapı Kontrolü

Hemzemin geçitler, karayolu ve demiryolu trafiğinin iç içe geçtiği bölgeler olması

nedeni ile demiryolu hatlarındaki güvenlik açısından en riskli bölgeleri olarak kabul

edilmektedir. Demiryolu kazaları hemzemin geçitlerde ciddi boyutlara ulaşmaktadır.

Basit elektronik devreler kullanılarak demiryolu geçişleri otomatik olarak kontrol

edilebilir. Tren kesişme noktasına yaklaştığında belirli uzaklığa konulan sensörler

kapıyla iletişime geçerek kapının otomatik olarak hareket etmesini sağlayacaktır. Aynı

zamanda ışık göstergesi ile makinistin ve etrafındaki araç sahiplerinin uyarılması

sağlanabilmektedir. Bu iletişimi 2 tane kızılötesi verici LED ve kızılötesi ışık üreten

alıcılarla sağlanabilmektedir. Bu verici ve alıcı çiplerinin yüzleri birbirine bakacak

şekilde birisi içte diğeri de dışta olmak suretiyle yerleştirilir.

Tren kızılötesi ışınları kestikten 2 saniye sonra kapı motor sistemi yolu bir tarafa

kapatır diğer tarafa açar ve trenin geçişine kadar kapıların durumunu muhafaza eder.

Sermo motorlar mikroişlemci tarafından açma-kapamaya programlı olup kapı

anahtarlamasında kullanılır. Bu sistemde alarm sistemi mevcut olup sistemde yanıp

sönen LED ışığı ve sesli uyarı sistemi bulunmaktadır.

Sonuç olarak, demir yollarında olası durumlara karşı güvenliği artırmak ve iyi bir

haberleşme ağı sunmaktır. Burada ana yollarda kapı geçişler(hemzemin geçitler), acil

durdurmalar, lokomotif ışıklı sistemler twitter ile haberleşmesi ve raylarda haberleşme

yapması bu projenin birçok alanda başarıya ulaşacağının bir göstergesidir.

15

3. 3. Tren İstasyonunda Otomatik Durup Kalkma

Şekil 11. Bağlantı diyagramı

Trenin istasyona geldiğinde otomatik durması ve belli bir süre geçtikten sonra otomatik

olarak hareket etmesi için kullandığımız devreler arasında bulunan ilişki Şekil 11.’deki

diyagramda gösterilmiştir. Şekil 12.’deki kontrol devresinde bulunan opampın “+”

bacağına pil, “-” bacağına ise kızılötesi sensörün dijital çıkışı bağlanmıştır. Kızılötesi

sensörün cisim algılama durumuna göre verdiği dijital çıkış gerilimleri Tablo 2.’de

verilmiştir.

Çizelge 3. Kızılötesi sensörünün çıkış gerilimleri

Cisim algılandığında Cisim algılanmadığında

0,4 V 3,6 V

Opampa referans olması açısında “+” bacağa bağlanan pil 1,5 V olarak seçilmiştir.

Sensör önünden tren geçtiğinde dijital çıkış olarak pilin geriliminden daha küçük bir

değerde gerilim üretir. Bunun sonucunda opamp pozitif beslemesinin değerinde bir

gerilimi çıkış olarak verir. Bu gerilim değeri Q4 transistörünün bazına etki ederek treni

durdurmaya yarayacak olan rölenin bobinlerinden enerji geçmesini sağlar. Enerjilenen

röle bobini normalde açık kontaklarına bağlı kızılötesi verici devresindeki treni

16

durdurmaya yarayan devreyi aktif hale getirir. Opampın verdiği pozitif çıkış gerilimi

aynı zamanda astable zamanlayıcı devresinin ve onun çıkışına bağlanılan değil kapsının

beslemesini aktif hale getirir. Aktif hale gelen zamanlayıcı ilk başta pozitif bir gerilim

değeri üretmesine rağmen değil kapısıyla bu gerilim sıfıra indirilir. İhtiyaç

doğrultusunda hesaplanan belli bir süre sonunda zamanlayıcı sıfır değeri üretmeye

başlar. Bu doğrultuda değil kapısının çıkışından pozitif bir gerilim büyüklüğü alırız ve

bu gerilim Q3 transistörünün bazına etki ederek, infrared verici devresindeki treni

harekete geçirecek sinyalin oluşmasını sağlayan devreyi aktif hale getirir.

Trenin durması enerjisi kesilir kesilmez gerçekleşmektedir. Bu yüzden kızılötesi sensör

istasyonun bulunduğu yere koyulmuş ve tren algılandığı anda zaman farkı olmaksızın

durdurulması sağlanmıştır.

Trenin harekete geçme zamanı hesaplanırken trenin kızılötesi sensörün algılama

mesafesinden ayrılabileceği kadar süre geçmesi hedeflenmiştir. Bunun nedeni treni

harekete geçiren sinyal verildikten sonra eğer durmasına neden olacak sinyal tekrar

verilirse trenin hareket edemeyecek olmasıdır.

Trenin harekete geçme zamanının matematiksel hesabı şu şekildedir:

Trenin boyu: 30 cm

Trenin hızı: 0,2m/sn

Trenin kızılötesinin algılama mesafesinden çıkması için gereken süre:

x=v.t

x=31 cm

v=20cm/sn

t = 31

20 = 1,55 sn olabilecek en küçük süredir.

17

Şekil 12. Astable zamanlayıcıdan ve değil kapısından çıkış

Astable zamanlayıcının süresi ayarlanırken şekil 12’de görülen T2 süresinin 1,55

sn’den büyük olmasına dikkat ettik.

T1= (R1+R2)*C

T2= R2*C

T1= 0,693*(470KΩ+470KΩ)*10µF = 6,5142 sn

T2= 0,693*470KΩ*10µF = 3,2571 sn

T2= 3,2571 sn ise T2>1,55 sn

18

Şekil 13. Otomatik durma, hareket etme devresinin proteus gösterimi

Şekil 14. Otomatik durma, hareket etme devresi

19

Şekil 15. Otomatik durma, hareket etme devresi

3. 4. Twitter Haberleşme Sistemi

En önemli uygulamalarında biri de gelecek trenin yerini ve zamanını yolculara

bildirerek bilgi alışverişi yapmaktır. Bu uygulamanın temel amacı halkı bilinen bir

sosyal ağ ile bilgilendirmektir. Diğer başarılı olduğu alan ise ethernet sitemiyle

haberleşmek için kullanılan mikroişlemcinin çok kullanışlı hale getirilmesidir. Sonuç

olarak herhangi bir zamanda, herhangi bir tren bir istasyona vardığında twitter hesabı

olan tren kullanıcıları bilgileri hesaplarında görebilirler.

20

4. SONUÇLAR

Hemzemin geçit sistemleri ile ilgili geleneksel kontrol yaklaşımıyla gerçekleştirilen

birçok sayıda çalışma yapılmıştır. Bu yöntemlerden farklı bir yöntem kullanılarak

otomasyon sistemlerine farklı bir bakış açısı getirilmiştir. Bu çalışma kapsamında

kontrolör olarak arduino ve Ethernet kartı kullanılıp sistem bu denetleyici aracılığıyla

kontrol edilmiştir.

Projemizi gerçekleştiririken arduino seçmemizdeki asıl amaç kontrol ve gözlemin

aynı anda multimedya kart ile ekran aracılığıyla yapılabilmesi, sisteme ekstra bir

donanım gerektirmeden bir ana ünite ile çalıştırılabilmesi ve programlamasında çeşitli

diller kullanılabilmesidir. Bu sistemin tercih edilmesindeki diğer neden ise diğer alışılan

aynı sistemler yerine dış etkilerden daha az etkilenmesidir.

Bu proje kapsamında yapılan tasarım, simülasyon ve deneysel çalışmalar

anlatılmıştır. Gerçekleştirilen bu hemzemin geçit projesi için bir tren maketi üzerinde

çalışılmıştır.

Bu çalışmada bir sistemin mikro denetleyici yardımıyla nasıl kontrol edilebileceği,

sistemde kullanılan devre elemanlarının seçiminin nasıl yapılabileceği öğrenilmiştir.

Projenin çalışma takvimi EK-6’da verilmiştir.

21

5. YORUMLAR VE DEĞERLENDİRME

Tasarlanan sistemin çalışmasını test etmek amacıyla, ilk olarak Proteus ISIS şematik

çizim programında devrelerin simülasyon çalışmaları yapılmış ve daha sonra devre

elemanları kullanılarak laboratuvar ortamında devreler gerçekleştirilmiştir. Sistemin

yazılımsal kısmı için arduino Ethernet kartı ile twitter programında arayüz oluşturulup

C tabanlı program dilinde programlaması yapılmıştır. Tasarlanan sistem üzerinde

yapılan çalışmalar sonucunda sistemin yazılımsal ve donanımsal açıdan uyumlu bir

şekilde çalıştığı görüldükten sonra sistem maket üzerinden gerçekleştirilmiştir.

Oluşturulan bu çalışmanın konuyla alakalı pek çok projeden farklı noktası gereği

otomatik kontrollü hemzemin geçit sistemleri uygulamalarına yeni bir bakış açısı ve

yeni bir uygulama alanı getirmiştir, var olan uygulamalara da çeşitlilik katmıştır

22

KAYNAKLAR

[1]. TCDD, 2008, Devlet Demiryolları İstatistik yıllığı 2004 -2008, 41-65

[2]. K. Akın, M.S. Durmuş, M.T. Söylemez, “Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı”,

Gebze, 2010.

[3]. B. A. YALÇIN, “Otomatik Kontrol Uluslararası Toplantısı”,TOK2013,

Malatya, 20-25 Eylül 2013.

[4]. S. Saygın, İ. Yakın, M.S. Durmuş ve M.T. Söylemez, “Petri Ağlarıyla Demiryolu

Makas Bölgelerinin Anklaşman Ve Sinyalizasyonu Tasarımı,” Otomatik Kontrol Ulusal

Toplantısı, TOK’09, İstanbul, 2009.

[5]. M. Özköy, “Demiryolu Hemzemin Geçitler için Alınacak Önlemler ve

Uygulamaları Toplantısı”, İstanbul, 2011.

[6]. Anonim, T.C. Devlet Demiryolları İstatistik Yıllığı 2003-2007. Araştırma Planlama

ve Koordinasyon Dairesi Başkanlığı İstatistik Şubesi, İlkay Ofset Matbaacılık,

Ankara,2008.

[7]. Anonim, (2010). TCDD Hemzemin Geçit Bilgi Formu Kataloğu, Ankara.

[8]. H. S. Selek, “Analog Elektronik-1”, Seçkin Yayıncılık

[9]. M. A. Süzer, “Öğrenciler ve Amatörler İçin Elektronik”, İstanbul 2001

[10]. C. Taşdemir, “Arduino”, Dikeyeksen Yayıncılık, Yazılım ve Eğitim Hizmetleri

San. Ve Tic. Ltd. Şti, Yayıncılık Sertifika No 19708, 1. Baskı, Şubat, İstanbul, 2011.

[11] C. Taşdemir, “Arduino Uygulama Kitabı”, Dikeyeksen Yayıncılık, Yazılım ve

Eğitim Hizmetleri

[12]. A. Yıldırım, U. Durmuş, M. S. Kurşun, A. Söylemez, (2010). Demiryolu

Hemzemin Geçitleri için Hatada-Güvenli Sinyalizasyon ve Anklaşman Tasarımı.

Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, Gebze.

[13]. H. Ç. Bal, “Bilgisayar ve İnternet Kullanımı – Windows 7”, Murathan Yayınevi

[14]. M. S. Türköz , “Temel Elektronik” ,Birden Yayıncılık

[15]. Raylı Sistemler Teknolojisi, T.C. Milli Eğitim Bakanlığı Meslekî Mühendislik

Bilimleri ve Tasarım Dergisi Journal of Engineering Science and Design Eğitim ve

Öğretim Sisteminin Güçlendirilmesi Projesi, Ankara,2009.

23

EKLER

EK-1 IEEE Etik Kuralları

IEEE üyeleri olarak bizler bütün dünya üzerinde teknolojilerimizin hayat standartlarını

etkilemesindeki önemin farkındayız. Mesleğimize karşı şahsi sorumluluğumuzu kabul

ederek, hizmet ettiğimiz toplumlara ve üyelerine en yüksek etik ve mesleki davranışta

bulunmayı söz verdiğimizi ve aşağıdaki etik kuralları kabul ettiğimizi ifade ederiz.

1. Kamu güvenliği, sağlığı ve refahı ile uyumlu kararlar vermenin sorumluluğunu

kabul etmek ve kamu veya çevreyi tehdit edebilecek faktörleri derhal açıklamak;

2. Mümkün olabilecek çıkar çatışması, ister gerçekten var olması isterse sadece algı

olması, durumlarından kaçınmak. Çıkar çatışması olması durumunda, etkilenen taraflara

durumu bildirmek;

3. Mevcut verilere dayalı tahminlerde ve fikir beyan etmelerde gerçekçi ve dürüst

olmak;

4. Her türlü rüşveti reddetmek;

5. Mütenasip uygulamalarını ve muhtemel sonuçlarını gözeterek teknoloji anlayışını

geliştirmek;

6. Teknik yeterliliklerimizi sürdürmek ve geliştirmek, yeterli eğitim veya tecrübe olması

veya işin zorluk sınırları ifade edilmesi durumunda ancak başkaları için teknolojik

sorumlulukları üstlenmek;

7. Teknik bir çalışma hakkında yansız bir eleştiri için uğraşmak, eleştiriyi kabul etmek

ve eleştiriyi yapmak; hatları kabul etmek ve düzeltmek; diğer katkı sunanların

emeklerini ifade etmek;

8. Bütün kişilere adilane davranmak; ırk, din, cinsiyet, yaş, milliyet, cinsi tercih,

cinsiyet kimliği, veya cinsiyet ifadesi üzerinden ayırımcılık yapma durumuna

girişmemek;

9. Yanlış veya kötü amaçlı eylemler sonucu kimsenin yaralanması, mülklerinin zarar

görmesi, itibarlarının veya istihdamlarının zedelenmesi durumlarının oluşmasından

kaçınmak;

24

10. Meslektaşlara ve yardımcı personele personele mesleki mesleki gelişimlerinde

imlerinde yardımcı olmak ve onları desteklemek

25

IEEE Code of Ethics

We, the members of the IEEE, in recognition of the importance of our technologies in

affecting the quality of life throughout the world, and in accepting a personal obligation

to our profession, its members and the communities we serve, do hereby commit

ourselves to the highest ethical and professional cond tuc and agree:

1. to accept responsibility in making engineering decisions consistent with the

safety, health and welfare of the public, and to disclose promptly factors that

might endanger the public or the environment;

2. to avoid real or percei dve conflicts of interest whenever possible, and to

disclose them to affected parties when they do exist;

3. to be honest and realistic in stating claims or estimates based on available

data;

4. to reject bribery in all its forms;

5. to improve the understanding of technology, its appropriate application, and

potential consequences;

6. to maintain and improve our technical competence and to undertake

technological tasks for others only if qualified by training or experience, or

after full disclosure of pertinent limitations;

7. to seek, accept, and offer honest criticism of technical work, to acknowledge

and correct errors, and to credit properly the contributions of others;

8. to treat fairly all persons regardless of such factors as race, religion, gender,

disability, age, or national origin;

9. to avoid injuring others, their property, reputation, or employment by false

or mlicious action;

26

10. to assist colleagues and co‐workers in their professional development and to

support them in following this code of ethics.

Approved by the IEEE Board of Directors

August 1990

ieee‐ies.org/resources/media/about/history/ieee_codeofethics.pdf

27

Mühendisler İçin Etik Kuralları

Code of Ethicsfor Engineers

Etik kuralları ile ilgili faydalıweb adresleri

IEEE Code of Ethics

http://www.ieee.org/about/corporate/governance/p7‐8.html

NSPE Code of Ethics for Engineers

http://www.nspe.org/ / thi / d /resources/ethics/code‐ethics

American Society of Civil Engineers, UC Berkeley Chapter

http://courses.cs.vt.edu/professionalism/WorldCodes/ASCE.html

Engineering Ethics BYDENISENGUYEN

http://sites.tufts.edu/eeseniordesignhandbook/2013/engineering‐ethics‐2/

Code of Ethics of Professional Engineers Ontario

http://www.engineering.uottawa.ca/en/regulations

Bir kitap:

What Every Engineer Should Know about Ethics

Yazar: Kenneth K. Humphreys

CRC Press

EMO – Elektrik Mühendisleri Odası

Etik Kütüphanesi

http://www.emo.org.tr/genel/bizden_detay.php?kod=50871&tipi=46&

28

EK‐2 Disiplinler Arası Çalışma

Dünya nüfusunun büyük bir hızla artmasıyla özellikle büyük şehirlerde trafiğe bağlı

sorunlar oluşmaktadır. Hemzemin geçitler demiryolu trafiğinin karayolu ile iç içe

geçtiği bölgeler olması nedeniyle demiryolu hatlarındaki güvenlik açısından en riskli

bölgeler olarak kabul edilmektedir.Projemizin amacı; otomatik kontrollü hemzemin

geçit tasarlamak ve twitter haberleşmesi sayesinde insanları trenin konumu hakkında

bilgilendirmek.Projemizin amacı doğrultusunda çeşitli iş kollarında yardım

aldık.Öncelikle projemizi gerçekleştirmek için tren maketi aldık.Trenin raylarını bir

zemin üzerine yerleştirmek için marangozdan raylarımıza uygun boyutlarda tahta

kestirdik.Ayrıca tren istasyonunun durağını yapmak için yine marangozdan yardım

aldık.Ayrıca sistemizde hava karardığında otomatik olarak çalışan LDR sistemi

vardır.Ama sunum yapacağımız saatlerde havanın kararması mümkün olmadığı için bu

sistemi gösterebilmek adına tünel yapmayı düşündük ve bu tünel için terziden kumaş

aldık ve sistemi sabitleştirmek için demir teller kullandık.Ve hemzemin geçitlerde

bulunan uyarı işaretlerini bizde kartonlara kendimiz çizerek yaptık.

29

EK-3 Standartlar ve Kısıtlar Formu

Tasarım Projesinin hazırlanmasında Standart ve Kısıtlarla ilgili olarak, aşağıdaki

soruları cevaplayınız.

1.Projenizin tasarım boyutu nedir? Açıklayınız.

PLC ile otomatik yangın söndürme sistemi gerçekleştirilmesi hedeflenmiştir. Projede

yangın büyümeden yangına müdahale etme, yangın sonrasında ise havalandırma ve

bilgilendirme gibi parametrelerin kontrol edilmesi planlanmıştır.

2.Projenizde bir mühendislik problemini kendiniz formüle edip, çözdünüz mü?

Sistemin gerçekleştirilmesi aşamasında kullanılacak devreler formüle edilerek

gerekli simulasyon çalışmaları yapılmıştır.

3.Önceki derslerde edindiğiniz hangi bilgi ve becerileri kullandınız?

Devre tasarımı, çözümü ve simulasyon etme

4.Kullandığınız veya dikkate aldığınız mühendislik standartları nelerdir?

IEEE, CENELEC, IEC 60559, IEC 60191, ISO 639, ISO/IEC TR 14543, standartlarına

uygun olarak üretim yapılmaktadır.

5.Kullandığınız veya dikkate aldığınız gerçekçi kısıtlar nelerdir?

a) Ekonomi

Projenin ugulanması aşamasında kullanılacak olan malzemelerin en uygun olanı en

düşük fiyat etiketiyle seçilmeye özen gösterilmiştir.

b) Çevre sorunları:

Bu projede çevreye zarar verecek herhengi bi malzeme kullanılmayacaktır. Sistem

aktif olarak çalışma anında da çevreye herhangi bir zarar vermemesine dikkat edilmiştir.

c) Sürdürülebilirlik:

Sistem PLC ile gerçekleştirileceğinden sistemin geliştirilebilmesi ve yeni kontrol

mekanizmaları eklenmesi mümkündür.

30

d) Üretilebilirlik:

Geliştirdiğimiz PLC kontrollü otomatik yangın söndürme sisteminin ülkemizde

üretilebilecek bir sistem olması planlanmıştır.

e) Etik:

Sistemin tasarlanması tüm etik kurallar dikkate alınmış, gerçekleştirilmesi

aşamasında ise alınmaya devam edecektir.

f) Sağlık:

Sistemin çalışması anında herhangi bir sağlık sorununa sebep verecek malzeme

kullanılmamıştır. Projede yangının su ile söndürülmesi ve yangın sonrası havalandırma

sisteminin devreye girmesi hedeflenmiştir.

g) Güvenlik:

Sistemin güvenlik açısından herhangi bir riski bulunmamaktadır.

h) Sosyal ve politik sorunlar:

Sistemin sosyal ve politik açısıdan herhangi bir handikapı bulunmamaktadır.

31

EK-4 Kontrol Devreleri İçin Arduino Kaynak Kodları

#include <Servo.h>

Servo myservo;

void setup() pinMode(2, INPUT);

pinMode(3, INPUT); myservo.attach(9); myservo.write(90);

void loop()

if (digitalRead(3)==LOW) for(int pos=90;pos<180;pos++)

myservo.write(pos); delay(30);

if (digitalRead(4)==LOW)

for(int pos=180;pos>=90;pos--) myservo.write(pos);

delay(30);

32

EK-5 Hemzemin Geçit Projesi için Maliyet Analizi

Şekil.19 Maliyet analizi

MALZEME LİSTESİ BİRİM FİYAT ADET SAYISI FİYAT Arduino Uno 41,30 TL

1

41,30 TL

Arduino Ethernt Shield 42,04 TL

1

42,04 TL

Oyuncak Tren 29,90 TL

1

29,90 TL

IR ALICI VERİCİ DEVRE 22,26 TL

1

22,26 TL

555 ENTEGRE 1 TL

1

1 TL

LDR 1 TL

1

1 TL

SERVO MOTOR 11,87 TL

1

11,87 TL

KIZILÖTESİ SENSÖR 19,54 TL

3

58,62

BC547 TRANSİSTÖR*10 0,94 TL

2

1,88

BREADBOARD 4,70 TL

2

9,4

JUMPER KABLO*50 9,15 TL

1

9,15 TL

5V RÖLE 1,09 TL

1

1,09 TL

BEYAZ LED*10 1,09 TL

1

1,09 TL

LM741 OP-AMP 0,47 TL

1

0,47 TL

TOPLAM 231,07

TL

33

EK-6 Çalışma Takvimi

Şekil.20 Hemzemin Geçit sistemi projesinin çalışma takvimi

AYLAR İŞ TANIMI Başlangıç - Bitiş Tarihi

ŞU

BA

T

İlk dönem yapılan tasarım projesi hakkında

genel değerlendirilmenin yapılması

18.02.14 – 25.02.14

Bitirme çalışması konusu için bölüme başvuru

yapılması

25.02.14 – 25.02.14

Sistemde kullanılacak malzemelerin

belirlenmesi ve tedariğinin yapılması

26.02.14 – 26.02.14

MA

RT

Ethernet kartı ile arayüz çalışmalarının

yapılması

04.03.14 – 17.05.14

Sistemin yazılımı için C dili hakkında bilgi

edinilmesi

04.03.14 – 18.03.14

Arduino’da kullanılan kodların araştırılması 12.03.14– 17.05.14

Sistemi kontrol etmek için kullanılacak

devrelerin belirlenmesi

23.03.14 – 26.04.14

Röle kontrol devreleri hakkında araştırma

yapılması

23.03.14 – 12.04.14

NİS

AN

Arduino programında sistemin yazılımının

yapılması

01.04.14 – 17.05.14

Sistemde kulanılacak devrelerin breadboard

üzerinde gerçekleştirilmesi

01.04.14 – 15.04.14

Sistemde kullanılacak devrelerin delikli panel

üzerinde gerçekleştirilmesi

15.04.14 – 03.05.14

MA

YIS

C yazılımının Arduino ile test edilmesi 01.05.14 – 15.05.14

Arduino ile yapılan devrelerin test edilmesi 06.05.14 – 17.05.14

Proje maketinin oluşturulması 17.05.14 – 21.05.14

Bitirme tezinin yazılması 06.05.13 – 23.05.13

34

ÖZGEÇMİŞLER

Bilge AKŞAN

Bilge AKŞAN 14.07.1991 tarihinde Trabzon'da doğdu. İlk, ortaokul ve lise

öğrenimini Trabzon'da tamamladı. 2009 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi

Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü'nde

Lisans Programı'na başladı. Yabancı dil olarak, İngilizce bilmektedir.

Ali Osman ER

Ali Osman ER 30.11.1990 tarihinde Adıyaman’da doğdu. İlk, ortaokul ve lise

öğrenimini Adıyaman’da tamamladı. 2009 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi

Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü'nde Lisans

Programı'na başladı. Yabancı dil olarak, İngilizce bilmektedir.

Ali Kemal KIRCI

Ali Kemal KIRCI 25.03.1990 tarihinde Almanya’da doğdu. Sadece 1. Sınıf

Almanya’da olmak üzere ilk, ortaokul ve lise öğrenimini Trabzon'da tamamladı. 2009

yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik

Mühendisliği Bölümü'nde Lisans Programı’na başladı. Yabancı dil olarak, İngilizce

bilmektedir.

Arman AŞCIOĞLU

Arman AŞCIOĞLU 22.10.1990 tarihinde Trabzon'da doğdu. İlk, ortaokul ve lise

öğrenimini Trabzon'da tamamladı. 2009 yılında Karadeniz Teknik Üniversitesi

Mühendislik Fakültesi Elektrik- Elektronik Mühendisliği Bölümü'nde Lisans

Programı’na başladı. Yabancı dil olarak, İngilizce bilmektedir.